CN106125500B - 光掩模及黑色光阻间隔层的制备方法 - Google Patents

光掩模及黑色光阻间隔层的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种光掩模，用于制造黑色光阻间隔层，所述光掩模包括透明衬底和形成在所述衬底上的遮光层，所述遮光层具有第一缝隙，所述第一缝隙的缝宽为2微米至5微米。本发明所述光掩模可用于制作液晶显示面板的黑色光阻间隔层，使得液晶显示面板具有较高的产品良率。本发明还公开一种黑色光阻间隔层的制备方法。

Description

光掩模及黑色光阻间隔层的制备方法
技术领域
本发明涉及液晶显示面板制备技术，尤其涉及一种光掩模以及一种黑色光阻间隔层的制备方法。
背景技术
为了提高液晶显示面板的开口率，降低生产成本，目前阵列基板采用黑色光阻间隔层(Black Photo Spacer，BPS)技术将黑色矩阵(Black Matrix，BM)与光阻间隔层(PhotoSpacer，PS)用一道光刻工艺制作而成。
三段差黑色光阻间隔层理论上需要依靠光掩模的不同透光率，使光刻胶料发生不同反应导致段差形成，但是由于材料以及技术的限制，目前黑色矩阵与主光阻间隔层的段差最大只能做到1um左右，例如主光阻间隔层高度为3um左右，黑色矩阵的高度大概是2um。如果像素的长短边都用前述光掩模遮光的话，像素四周黑色矩阵的高度过高，导致液晶显示面板内液晶流动性较差，从而引起液晶气泡，导致液晶显示面板的产品良率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种光掩模，所述光掩模可用于制作液晶显示面板的黑色光阻间隔层，使得液晶显示面板具有较高的产品良率。
此外，本发明还提供一种黑色光阻间隔层的制备方法。
为了实现上述目的，本发明实施方式采用如下技术方案：
一方面，提供一种光掩模，用于制造黑色光阻间隔层，所述光掩模包括透明衬底和形成在所述衬底上的遮光层，所述遮光层具有第一缝隙，所述第一缝隙的缝宽为2微米至5微米。
其中，所述第一缝隙的缝宽为3微米或4微米。
其中，所述第一缝隙内填充有半透明材料，用于调节所述第一缝隙的透光率。
其中，所述光掩模还包括多个挡光条，所述多个挡光条间隔设置在所述第一缝隙内，相邻的所述挡光条之间形成狭缝，所述狭缝的透光率大于所述挡光条的透光率。
其中，所述挡光条的宽度与所述狭缝的宽度相同，或所述挡光条的宽度为所述狭缝的宽度的二分之一。
其中，所述遮光层还具有第二缝隙，所述第二缝隙的曝光量比所述第一缝隙的曝光量高。
另一方面，还提供一种黑色光阻间隔层的制备方法，包括：
在基板上形成光刻胶层；
通过光掩模对所述光刻胶层进行曝光；
去除所述光刻胶层的未被曝光的部分，以形成图案层；及
硬化所述图案层，以形成黑色光阻间隔层；
其中，所述遮光层具有第一缝隙，所述第一缝隙的缝宽为2微米至5微米。
其中，所述遮光层还具有第二缝隙，所述第二缝隙的曝光量比所述第一缝隙的曝光量高。
其中，所述第一缝隙内填充有半透明材料，用以调节所述第一缝隙的透光率。
其中，在所述第一缝隙内形成间隔设置的多个挡光条，相邻的所述挡光条之间形成狭缝，所述狭缝的透光率大于所述挡光条的透光率。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明实施例所述光掩模，通过将所述第一缝隙的缝宽严格控制在2微米至5微米范围内，使所述第一缝隙的曝光量降低至预定范围，从而降低所述黑色矩阵的高度，避免所述液晶显示面板产生气泡，提高了所述液晶显示面板的生产良率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以如这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种光掩模的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的一种黑色光阻间隔层的结构示意图。
图3是本发明实施例提供的一种光掩模的部分结构示意图。
图4是本发明实施例提供的另一种光掩模的部分结构示意图。
图5是本发明实施例提供的一种黑色光阻间隔层的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“侧面”等，仅是参考附加图式的方向，因此，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本发明，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置在……上”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。若本说明书中出现“工序”的用语，其不仅是指独立的工序，在与其它工序无法明确区别时，只要能实现该工序所预期的作用则也包括在本用语中。另外，本说明书中用“～”表示的数值范围是指将“～”前后记载的数值分别作为最小值及最大值包括在内的范围。在附图中，结构相似或相同的单元用相同的标号表示。
请一并参阅图1和图2，本发明实施例提供一种光掩模100，用于制造液晶显示面板的黑色光阻间隔层40。所述光掩模100包括透明衬底1和形成在所述衬底1上的遮光层2。所述遮光层2具有第一缝隙21和第二缝隙22。所述第一缝隙21用于生成黑色矩阵20，所述第二缝隙22用于生成光阻间隔层30。所述第一缝隙21的缝宽为2微米至5微米。
在本实施例中，通过将所述第一缝隙21的缝宽严格控制在2微米至5微米范围内，使所述第一缝隙21的曝光量降低至预定范围，从而降低所述黑色矩阵20的高度，提高了所述光阻间隔层30与所述黑色矩阵20的高度差，避免所述液晶显示面板产生气泡，提高了所述液晶显示面板的生产良率。
可以理解的，降低所述黑色矩阵20的高度也可以改善配向膜(Polyimide，PI)涂布性能，提高所述配向膜的均匀度。
其中，所述第二缝隙22的曝光量比所述第一缝隙21的曝光量高，以使所述液晶显示面板的所述光阻间隔层30的高度比所述黑色矩阵20的高度高。
优选的，所述第一缝隙21的缝宽为3微米或4微米。
优选的，所述遮光层2采用不透明材料制成。例如，所述遮光层2可采用黑色油墨等。
进一步地，作为一种可选实施例，还可以通过降低所述第一缝隙21的透光率来进一步降低所述第一缝隙21的曝光量。举例而言，可以在所述第一缝隙21内填充半透明材料，用以调节所述第一缝隙21的透光率。此时，所述光掩模100可采用HTM(Half Tone Mask，半色调掩膜)设计技术。
进一步地，请一并参阅图1、图3以及图4，作为一种可选实施例，所述光掩模100还包括多个挡光条23。所述多个挡光条23间隔设置在所述第一缝隙21内，相邻的所述挡光条23之间形成狭缝24。所述狭缝24的透光率大于所述挡光条23的透光率，也即所述挡光条23相对于所述狭缝24为不透光区。
在本实施例中，所述光掩模100利用光学干涉效应，进一步减小了所述第一缝隙21的曝光量，使光刻工艺中的材料的感光差异更为精细，增加了感光差异的极限范围(margin)。
其中，可使用HTM(Half Tone Mask，半色调掩膜)和GTM(Gray Tone Mask，灰色调掩膜)设计结合的技术生成所述光掩模100。
例如，所述第一缝隙21内可形成层叠的半色调膜层和灰色调膜层，所述灰色调膜层包括透光率较高的第一区和透光率较低的第二区，所述第一区正对所述挡光条23设置，所述第二区正对所述狭缝24区设置。
优选的，所述多个挡光条23可采用不透明材料制成，所述狭缝24内填充半透明材料。或者，所述多个挡光条23可采用半透明材料制成，所述狭缝24内镂空设置或填充透明材料。
优选的，所述挡光条23的宽度与所述狭缝24的宽度相同，或所述挡光条23的宽度为所述狭缝24的宽度的二分之一。
进一步地，请一并参阅图3和图4，作为一种可选实施例，所述狭缝24相对于所述第一缝隙21的边210可以平行设置(如图3所示)或者倾斜设置(如图4所示)。
如图3所示，当所述狭缝24相对于所述第一缝隙21的边210平行设置时，所述多个挡光条23平行于所述第一缝隙21的边210。
如图4所示，所述狭缝24相对于所述第一缝隙21的边210倾斜设置时，所述狭缝24与所述第一缝隙21的边210之间形成夹角。所述夹角优选15°～30°。此时，所述多个挡光条23与所述第一缝隙21的边210之间形成所述夹角。
请一并参阅图1、图2以及图5，本发明实施例还提供一种黑色光阻间隔层的制备方法，用于制备液晶显示面板的黑色光阻间隔层40。所述黑色光阻间隔层的制备方法包括：
Step1：在基板10上形成光刻胶层；
Step2：通过光掩模100对所述光刻胶层进行曝光；
Step3：去除所述光刻胶层的未被曝光的部分，以形成图案层；
Step4：硬化所述图案层，以形成黑色光阻间隔层40。
其中，所述光掩模100包括透明衬底1和形成在所述衬底1上的遮光层2。所述遮光层2具有第一缝隙21，用于生成黑色矩阵20。所述第一缝隙21的缝宽为2微米至5微米。
在本实施例中，所述黑色光阻间隔层的制备方法通过将所述第一缝隙21的缝宽严格控制在2微米至5微米范围内，使所述第一缝隙21的曝光量降低至预定范围，从而降低所述黑色矩阵20的高度，避免所述液晶显示面板产生气泡，提高了所述液晶显示面板的生产良率。
进一步地，作为一种优选实施例，所述遮光层2还具有第二缝隙22，用于生成光阻间隔层30。所述第二缝隙22的曝光量比所述第一缝隙21的曝光量高，以使所述液晶显示面板的所述光阻间隔层30的高度比所述黑色矩阵20的高度高。
在本实施例中，通过一次光刻工艺即可同时生成所述黑色矩阵20和所述光阻间隔层30，所述光阻间隔层30与所述黑色矩阵20之间具有较大的高度差，避免所述液晶显示面板产生气泡，提高了所述液晶显示面板的生产良率和生产效率。
进一步地，作为一种可选实施例，所述第一缝隙21内填充有半透明材料，用以调节所述第一缝隙21的透光率。此时，所述光掩模100可采用HTM(Half Tone Mask，半色调掩膜)设计技术。
进一步地，请一并参阅图1、图3以及图4，作为一种可选实施例，在所述第一缝隙21内形成间隔设置的多个挡光条23，相邻的所述挡光条23之间形成狭缝24，所述狭缝24的透光率大于所述挡光条23的透光率。
在本实施例中，所述光掩模100利用光学干涉效应，进一步减小了所述第一缝隙21的曝光量，使光刻工艺中的材料的感光差异更为精细，增加了感光差异的极限范围(margin)。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种光掩模，用于制造黑色光阻间隔层，其特征在于，所述光掩模包括透明衬底、多个挡光条及形成在所述衬底上的遮光层，所述遮光层具有第一缝隙，所述第一缝隙的缝宽为2微米至5微米，所述多个挡光条间隔设置在所述第一缝隙内，相邻的所述挡光条之间形成狭缝，所述狭缝的透光率大于所述挡光条的透光率；所述第一缝隙内形成有灰色调膜层，所述灰色调膜层包括透光率较高的第一区和透光率较低的第二区，所述第一区正对所述挡光条设置，所述第二区正对所述狭缝区设置。
2.如权利要求1所述的光掩模，其特征在于，所述第一缝隙的缝宽为3微米或4微米。
3.如权利要求1所述的光掩模，其特征在于，所述第一缝隙内填充有半透明材料，用于调节所述第一缝隙的透光率。
4.如权利要求3所述的光掩模，其特征在于，所述挡光条的宽度与所述狭缝的宽度相同，或所述挡光条的宽度为所述狭缝的宽度的二分之一。
5.如权利要求1所述的光掩模，其特征在于，所述遮光层还具有第二缝隙，所述第二缝隙的曝光量比所述第一缝隙的曝光量高。
6.一种黑色光阻间隔层的制备方法，其特征在于，包括：
在基板上形成光刻胶层；
通过光掩模对所述光刻胶层进行曝光；
去除所述光刻胶层的未被曝光的部分，以形成图案层；及
硬化所述图案层，以形成黑色光阻间隔层；
所述光掩模包括透明衬底、多个挡光条及形成在所述衬底上的遮光层，所述遮光层具有第一缝隙，所述第一缝隙的缝宽为2微米至5微米，所述多个挡光条间隔设置在所述第一缝隙内，相邻的所述挡光条之间形成狭缝，所述狭缝的透光率大于所述挡光条的透光率；所述第一缝隙内形成有灰色调膜层，所述灰色调膜层包括透光率较高的第一区和透光率较低的第二区，所述第一区正对所述挡光条设置，所述第二区正对所述狭缝区设置。
7.如权利要求6所述的黑色光阻间隔层的制备方法，其特征在于，所述遮光层还具有第二缝隙，所述第二缝隙的曝光量比所述第一缝隙的曝光量高。
8.如权利要求7所述的黑色光阻间隔层的制备方法，所述第一缝隙内填充有半透明材料，用以调节所述第一缝隙的透光率。
9.如权利要求6～8任一项所述的黑色光阻间隔层的制备方法，其特征在于，在所述第一缝隙内形成间隔设置的多个挡光条，相邻的所述挡光条之间形成狭缝。
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